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Ortung seismischer Ereignisse

Ortung seismisher Ereignisse im Umfeld einer Geothermieanlage. Quelle: GeoFuture

Eine wesentliche Aufgabe einer seismischen Überwachung (Monitoring) ist die Ortung (Lokalisierung) der seismischen Ereignisse. Hierzu ist ein ausreichendes Überwachungsnetz erforderlich, wie es beispielsweise in der GTV Richtlinie 1101 beschreiben wird. Die Ortung betrifft dann sowohl die geographische Lage (Epizentrum) des Erbebenherdes als auch die Herdtiefe (Hypozentrum).

Die Ortung selbst kann mit verschiedenen Methoden sowohl automatisch als auch manuell durchgeführt werden. Ausgangspunkt ist meist das Ablesen der Einsatzzeiten von P- und S-Wellen an den verfügbaren Stationen. Bei einer ausreichenden Stationenzahl lässt sich eine Ortung allein mit den Einsatzzeiten der P-Wellen durchführen. Die abgelesenen P-S Laufzeitdifferenzen geben direkt den Abstand zum Herd und somit eine zusätzliche Sicherheit.

Geschwindigkeitsmodell

In jedem Fall ist für eine Lokalisierung ein Modell für die Ausbreitungsgeschwindigkeiten von P- und S-Wellen erforderlich, um Laufzeiten in Entfernungen umrechnen zu können. Die Genauigkeit dieses Geschwindigkeitsmodells bestimmt im Wesentlichen die Genauigkeit der Ortung, besonders die der Tiefe.

Ist das Stationsnetz sehr engmaschig (gemessen an den Wellenlängen) lassen sich auch Methoden des Array processing anwenden (backpropagation (reversed time) des Wellenfeldes).

Relativortung

Neben dieser Absolutortung spielen auch Relativortungen eine Rolle, bei nur die relative Lage der Herde zueinander bestimmt wird. Diese Ortung kann um ein Vielfaches genauer sein als eine Absolutortung und Herdlagen werden meist besser als 10m bestimmt. Dies erlaubt eine Kartierung der Herdausbreitung und Herdentwicklung und die Zuordnung zu diskreten Störungssystemen.

Hierbei spielt als Referenz ein ‚Masterevent’ eine Rolle. Die gängigste Methode der Relativortung wird als DD-Methode (Double-Differenz) bezeichnet.

Literatur

Lay and Wallace, Modern Global Seismology, Volume 58 (International Geophysics)

Shearer, P. M., Introduction to Seismology, Cambridge 

Weblink

https://www.ldeo.columbia.edu/